某下穿道工程模板臺車設(shè)計與施工

摘 要：模板臺車是隧道施工常用設(shè)備，主要用于隧道開挖后二襯混凝土的澆筑施工。本文以某項目明挖下穿道施工所采用的模板臺車為例，簡單的闡述了臺車的構(gòu)造形式以及理論計算方法，為今后類似工程的施工提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：模板臺車；結(jié)構(gòu)形式；理論計算；施工

中圖分類號：U449.5 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）24-0155-02

1 工程簡介

渝南立交下穿道擬建項目位于重慶巴南區(qū)渝南大道南苑公租房；全線由ZK6+270～ZK6+780全線長510m。下穿道基坑開挖采用明挖方式，下穿道主體結(jié)構(gòu)采用C40防水混凝土，抗?jié)B等級P8。主體結(jié)構(gòu)形式為矩形框架結(jié)構(gòu)，其中矩形結(jié)構(gòu)墻體厚為1.2m，頂板厚底在1～1.2m。

2 施工概述

渝南立交下穿道主體結(jié)構(gòu)采用鋼模臺車進行施工，其主要的施工步驟如下：

測量放樣→基礎(chǔ)墊層→基礎(chǔ)施工→側(cè)墻防水卷材鋪設(shè)→臺車移動調(diào)試到位→結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎→混凝土澆筑→臺車脫?！M入下一道循環(huán)。

主體結(jié)構(gòu)施工根據(jù)基坑開挖的施工順序分段進行。首先明挖隧道基坑至設(shè)計底標高；然后及時澆筑底板墊層混凝土，同時做好基坑排水措施；接下來施作底板，注意預(yù)埋軌道固定螺栓及臺車接地件，完成后即可進行模板臺車拼裝，單個臺車加工長度為9.1m。主體結(jié)構(gòu)施工時，采用縱向分段設(shè)置環(huán)向施工縫，橫斷面整體施工、分層進行澆筑?；炷翝仓瓿刹⑦_到設(shè)計強度后及時進行防水層施工以及外側(cè)基坑的回填作業(yè)。

3 臺車設(shè)計

3.1 臺車構(gòu)造形式

模板臺車由鋼模板、內(nèi)部鋼架、撐桿、液壓動力系統(tǒng)等組成。

臺車模板部分：模板臺車長9.1m，使用8塊1.5m鋼模板組裝成整體式模板，面板選用厚度12mm的鋼板制作，模板小楞為[10槽鋼，間距為25cm，同時每隔1.7m設(shè)置一道12mm厚勁板作加強處理。單塊模板采用法蘭連接，頂模與側(cè)模則采用銷軸連接。側(cè)模其余部分采用？準65撐桿與內(nèi)側(cè)鋼架連成整體，此外還需設(shè)置一定數(shù)量的接地撐桿以保證臺車受力的穩(wěn)定性。

臺車內(nèi)部鋼架部分：臺車內(nèi)部鋼架由上到下依次為頂層分配梁（I32b工鋼）、縱梁（H400工鋼）、主橫梁（H500工鋼）、立柱（H500～H1100工鋼）及斜撐（I32b工鋼）、主縱梁（□600箱形截面）及行走系統(tǒng)等組成，內(nèi)部鋼架呈Π形構(gòu)造。臺車行走采用電氣自動化控制系統(tǒng)，通過位于主縱梁上的兩臺電機驅(qū)動（每條縱梁一臺），軌道為P43鋼軌，采用錨筋固定在隧道底板上。

3.2 模板臺車受力計算

3.2.1 模型的建立

采用有限元軟件對模板臺車進行整體建模分析，這樣不僅模擬了臺車的實際受力情況，同時也分析出了整個臺車的協(xié)同變形，模型的建立如圖3。

3.2.2 計算工況

由于整個臺車要承擔(dān)澆筑壁板混凝土產(chǎn)生的水平側(cè)壓力和頂板混凝土豎向荷載，當(dāng)澆筑下穿道頂板時，內(nèi)側(cè)鋼架受力達到最大值，此時受力分析的目的在于分析臺車內(nèi)部鋼架的強度和剛度是否能滿足施工需要。

3.2.3 計算荷載

（1）頂板混凝土荷載計算

下穿道鋼筋混凝土容重：γc=26kN/m3（按混凝土及鋼筋共重計算得）；

頂板厚1.2m，頂板混凝土荷載：qh=26×1.2=31.2kN/m2

施工荷載：qs=1kN/m2

（2）壁板混凝土側(cè)壓力計算

p=min{0.22γct0β1β2v1/2，γcH}=min{0.22×26×4×1.2×0.85×31/2，26×6.41}=min{40.422，166.66}=40.422kN/m2

式中：

混凝土重力密度：γc=26kN/m3；

新澆混凝土初凝時間：t0=4h；

外加劑影響修正系數(shù)：β1=1.2；

混凝土坍落度影響修正系數(shù)：β2=0.85；

混凝土澆筑速度：V=3m/h；

混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面總高度：H=6.41m；

有效壓頭高度：h=40.42/26=1.555m。

3.2.4 模板臺車受力及變形情況

（1）面板受力情況

（2）內(nèi)側(cè)鋼架受力情況

（3）臺車豎向變形情況

4 臺車安裝及調(diào)試

4.1 軌道安裝

渝南立交下穿道基坑邊坡巖質(zhì)較為完整，基坑支護采用錨噴支護和樁板擋墻支護相結(jié)合的支護方式。支護施作完成后進行下穿道底板施工，同時預(yù)留好臺車軌道固定錨筋，下穿道底板混凝土達到一定強度后即可進行臺車軌道的吊裝及固定工作。單條P43鋼軌長20m，前后鋼軌頂面標高誤差控制在3mm之內(nèi)。

4.2 主縱梁安裝

主縱梁采用吊車起吊人工輔助安裝，吊裝就位，兩側(cè)縱梁平面位置以及標高要認真檢查，確認無誤后，采取臨時固定措施放置防止其傾倒。

4.3 安裝龍門架

門架牛腿、斜撐、主橫梁采用螺栓連接，吊裝前先將各構(gòu)件組裝成桁片組并進行編號，采用汽車吊起吊位于主縱梁中部的桁片，人工配合吊裝就位，固定好與底部主縱梁連接的螺栓，為保首片證龍門架的穩(wěn)定，在龍門架就位的同時，采取臨時鋼管斜撐進行臨時支護，待第二片龍門架安裝完，并施作好橫向連接后，再拆除首片龍門架臨時支撐，然后依次向前后個方向?qū)ΨQ吊裝龍門架就位，保證底部橫梁受力均衡。

4.4 安裝頂模板系統(tǒng)

利用汽車吊將頂縱梁起吊至門架橫梁上方，利用倒鏈將縱梁平移至與橫梁對應(yīng)的螺栓孔位處，固定好與龍門架橫梁連接的螺栓，待全部縱梁安裝完成后即可進行頂部模板的安裝。頂模吊裝前，利用鋼絲繩穿過頂模一端與側(cè)模相連的耳板孔并與掛鉤固定，慢慢起吊頂模板，使其一端脫離地面，過程中不允許模板與掛鉤之間有錯動，待頂模板完全豎立起來后再平移至門架上方，緩緩下落吊鉤，讓頂模的一側(cè)臨時擔(dān)在邊縱梁上，然后繼續(xù)下落模板至完全放平，拆除鋼絲繩，在模扳兩邊各安裝一個倒鏈，慢慢將頂摸平移到位，然后固定好與頂縱梁連接的螺栓。

4.5 側(cè)模安裝

將鋼絲繩穿過側(cè)模頂部的背楞并與掛鉤固定，起吊側(cè)模脫離地面，平移靠近臺車架體，人工配合扶住側(cè)模下方，保證側(cè)模的穩(wěn)定性，然后緩慢移動吊車臂，讓頂模耳板孔與側(cè)模耳板孔重合，穿上銷軸，讓側(cè)模頂部臨時固定，隨后拆除吊裝鋼絲繩，人工安裝側(cè)模與龍門架間的內(nèi)撐桿，調(diào)整撐桿絲杠，使側(cè)模面板呈豎直狀態(tài)，接著利用垂球校核側(cè)模的傾斜度。兩邊側(cè)模應(yīng)對稱安裝，保證臺車受力均衡。模板及內(nèi)撐系統(tǒng)安裝完成，最后進行襯砌臺車的調(diào)試工作，檢查電器自動化系統(tǒng)是否正常運作。

5 結(jié) 語

通過上述簡介，讓從業(yè)者對目前隧道模板臺車受力分析以及施工流程有個較為清晰的認識；另一方面隨著有限元軟件越來越多的應(yīng)用于施工過程中的大型臨時結(jié)構(gòu)分析，相對于傳統(tǒng)的手算，其計算結(jié)果更加的直觀和一目了然，對于提高設(shè)計人員的工作效率發(fā)揮了積極的作用，隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，有限元分析技術(shù)在建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景會更加廣泛。

參考文獻

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收稿日期：2018-7-21

作者簡介：陳 磊（1984-），男，工程師，本科雙學(xué)位，主要從事道路、橋梁等工程施工設(shè)計方面工作。